FR2908553A1 - POWER LAUNCHING CIRCUIT FOR A TRIGGER UNIT AND CIRCUIT SWITCH COMPRISING THE SAME - Google Patents
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Abstract
Une alimentation d'unité de déclenchement (12) comprend un transformateur de courant (14) ayant un primaire (16) et un secondaire (18). Un redresseur à deux alternances (22) est structuré pour redresser la tension provenant du secondaire et comprend une entrée (24) électriquement interconnectée au secondaire et une sortie (25) comprenant une tension redressée (26). Un transistor à effet de champ (FET) (28) est électriquement connecté en série à une résistance de charge (30). Un régulateur à découpage (32) comprend une entrée (34), un mode d'arrêt (36) et une sortie (38) structurée pour alimenter l'unité de déclenchement. Un circuit de lancement (40) est alimenté à partir de la tension redressée et coopère avec le transistor FET. Le circuit de lancement charge le secondaire par l'intermédiaire de la combinaison en série du transistor FET et de la résistance de charge et amène le régulateur à découpage à entrer dans le mode d'arrêt. Le circuit de lancement enlève la charge, sort du mode d'arrêt et alimente l'unité de déclenchement à partir de la sortie du régulateur à découpage lorsque la tension redressée atteint une valeur prédéterminée.A trip unit power supply (12) includes a current transformer (14) having a primary (16) and a secondary (18). A two-wave rectifier (22) is structured to rectify the voltage from the secondary and includes an input (24) electrically interconnected to the secondary and an output (25) comprising a rectified voltage (26). A field effect transistor (FET) (28) is electrically connected in series with a load resistor (30). A switching regulator (32) includes an input (34), a stop mode (36) and an output (38) structured to power the trip unit. A launch circuit (40) is fed from the rectified voltage and cooperates with the FET transistor. The launch circuit loads the secondary via the series combination of the FET transistor and the load resistor and causes the switching regulator to enter the off mode. The launch circuit removes the charge, exits the stop mode, and supplies the trip unit from the switching regulator output when the rectified voltage reaches a predetermined value.
Description
1 CIRCUIT DE LANCEMENT D'ALIMENTATION POUR UNE UNITE DE DECLENCHEMENT ET1 POWER LAUNCH CIRCUIT FOR A TRIGGER UNIT AND
INTERRUPTEUR DE CIRCUIT COMPRENANT CELUI-CI ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention Cette invention se rapporte d'une façon générale à des interrupteurs de circuit et plus particulièrement à des interrupteurs de circuit comprenant une unité de déclenchement et une alimentation. L'invention se rapporte également à un circuit de lancement d'alimentation pour une unité de déclenchement d'interrupteur de circuit. Informations d'arrière-plan Des disjoncteurs et des unités de déclenchement de disjoncteurs sont bien connus dans la technique. Se reporter par exemple aux brevets des Etats-Unis N S 5 910 760, 6 144 271 et 6 850 135. La puissance pour des circuits d'unités de déclenchement est habituellement fournie par un transformateur de courant (CT) à noyau de fer qui peut ou peut ne pas fournir une indication du courant primaire. En général, ce transformateur CT est régulé pour fournir une tension de sortie relativement importante à un condensateur qui stocke l'énergie nécessaire pour à la fois exciter et déclencher l'actionneur de déclenchement de l'unité de déclenchement. Du fait que ce transformateur CT peut fournir uniquement une certaine quantité de puissance, une alimentation à découpage relativement efficace est préférée par rapport à un régulateur linéaire relativement moins efficace pour convertir la tension du condensateur en une alimentation de tension relativement plus faible (à un courant relativement plus élevé) pour les circuits de traitement de signal de l'unité de déclenchement. De préférence, les unités de déclenchement alimentées en courant fonctionnent au courant primaire du transformateur CT le plus bas possible, lequel courant est identique au courant de charge circulant au travers du disjoncteur. Ceci est souhaitable dans des buts à la fois d'affichage/de mesure et dans des buts de protection. Un circuit intégré de régulateur à découpage classique peut être électriquement connecté pour recevoir la tension du condensateur. Cependant, cette configuration ne fournit pas la mise sous tension à un courant le plus bas possible de l'unité 2908553 2 de déclenchement. Par exemple, un tel courant de mise sous tension le plus bas possible est en dessous du niveau auquel la tension du condensateur devient régulée. De ce fait, la tension de sortie du transformateur CT (ou la tension d'entrée du 5 régulateur à découpage) est déterminée par la charge qui est vue par le secondaire du transformateur CT. En raison d'une exigence de charge fixe, tous les régulateurs à découpage consomment davantage de courant d'entrée provenant de leur alimentation d'entrée à une tension d'entrée 10 relativement plus basse qu'à une tension d'entrée relativement plus élevée. De ce fait, pour une source à puissance limitée, telle qu'un secondaire du transformateur CT lors d'une mise en oeuvre à un courant primaire relativement bas, le régulateur à découpage essaiera de "démarrer" à sa tension de fonctionnement 15 minimum lorsque les exigences de courant d'alimentation d'entrée sont les plus importantes. A un courant primaire relativement bas, cependant, la sortie de courant du secondaire du transformateur CT est limitée par le courant primaire du transformateur CT divisé par le nombre de spires du secondaire. BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates generally to circuit interrupters and more particularly to circuit interrupters comprising a tripping unit and a power supply. The invention also relates to a power supply circuit for a circuit interrupter trip unit. BACKGROUND INFORMATION Circuit breakers and trip units are well known in the art. See, for example, United States Patent Nos. 5,910,760, 6,144,271 and 6,850,135. The power for trip unit circuits is usually provided by an iron core current transformer (CT) which can or may not provide an indication of the primary current. In general, this CT transformer is regulated to provide a relatively large output voltage to a capacitor that stores the energy needed to both energize and trip the tripping actuator of the trip unit. Since this CT transformer can provide only a certain amount of power, a relatively efficient switching power supply is preferred over a relatively less efficient linear regulator for converting the capacitor voltage to a relatively lower voltage supply (at one current). relatively higher) for the signal processing circuits of the trip unit. Preferably, the current-fed tripping units operate at the lowest possible CT transformer primary current, which current is identical to the load current flowing through the circuit breaker. This is desirable for both display / measurement purposes and for purposes of protection. A conventional switching regulator IC can be electrically connected to receive the capacitor voltage. However, this configuration does not provide power up at the lowest possible current of the trigger unit 2908553. For example, such a lowest possible power-up current is below the level at which the capacitor voltage becomes regulated. As a result, the output voltage of the CT transformer (or the switching regulator input voltage) is determined by the load which is seen by the secondary of the CT transformer. Because of a fixed load requirement, all switching regulators consume more input current from their input power supply at a relatively lower input voltage than at a relatively higher input voltage. . Therefore, for a limited power source, such as a secondary CT transformer when implemented at a relatively low primary current, the switching regulator will attempt to "start" at its minimum operating voltage when input power requirements are the most important. At a relatively low primary current, however, the secondary current output of the CT transformer is limited by the primary CT transformer current divided by the number of secondary turns.
20 Donc, le transformateur CT ne peut pas fournir le courant secondaire nécessaire étant donné le courant primaire relativement faible. Par conséquent, il y a des progrès à faire concernant les interrupteurs de circuit et les alimentations pour les unités de 25 déclenchement. RESUME DE L'INVENTION Ce besoin ainsi que d'autres sont satisfaits par les modes de réalisation de l'invention, qui fournissent un circuit de lancement d'interrupteur de circuit qui est alimenté à partir 30 d'une tension redressée. Le circuit de lancement coopère avec un commutateur et une impédance de charge pour : (a) charger le secondaire d'un transformateur de courant par le biais de la combinaison en série du commutateur et de l'impédance de charge et amener un régulateur à découpage à entrer dans un mode 35 d'arrêt, et pour : (b) éliminer la charge, sortir du mode d'arrêt et alimenter une unité de déclenchement à partir de la sortie du régulateur à découpage lorsque la tension redressée atteint une valeur prédéterminée. Conformément à un premier aspect de l'invention, un circuit 40 d'alimentation pour une unité de déclenchement comprend : un 2908553 3 transformateur de courant comprenant un primaire et un secondaire comprenant une tension, un redresseur structuré pour redresser la tension provenant du secondaire du transformateur de courant, le redresseur comprenant une entrée électriquement 5 interconnectée au secondaire du transformateur de courant et une sortie comprenant une tension redressée, une impédance de charge, un commutateur électriquement connecté en série avec l'impédance de charge, un régulateur à découpage comprenant une entrée alimentée à partir de la tension redressée, un mode 10 d'arrêt et une sortie structurée pour alimenter l'unité de déclenchement, et un circuit de lancement alimenté à partir de la tension redressée de la sortie du redresseur, le circuit de lancement coopérant avec le commutateur et étant structuré pour (a) charger le secondaire du transformateur de courant par le 15 biais de la combinaison en série du commutateur et de l'impédance de charge et amener le régulateur à découpage à entrer dans le mode d'arrêt, et pour : (b) éliminer la charge, sortir du mode d'arrêt et alimenter l'unité de déclenchement à partir de la sortie du régulateur à découpage lorsque la tension 20 redressée atteint une valeur prédéterminée. L'unité de déclenchement peut présenter une impédance ou une résistance, et l'impédance de charge peut être structurée pour approcher l'impédance ou la résistance de l'unité de déclenchement.Thus, the CT transformer can not provide the necessary secondary current because of the relatively low primary current. Therefore, there is progress to be made regarding the circuit interrupters and the power supplies for the trip units. SUMMARY OF THE INVENTION This and other needs are met by the embodiments of the invention, which provide a circuit interrupter circuit that is powered from a rectified voltage. The launch circuit cooperates with a switch and a load impedance to: (a) charge the secondary of a current transformer through the series combination of the switch and the load impedance and bring a switching regulator to enter a stop mode, and to: (b) eliminate the load, exit the stop mode and energize a trip unit from the switching regulator output when the rectified voltage reaches a predetermined value. According to a first aspect of the invention, a supply circuit 40 for a trip unit comprises: a current transformer comprising a primary and a secondary comprising a voltage, a structured rectifier for rectifying the voltage from the secondary current transformer, the rectifier comprising an electrically interconnected input to the secondary of the current transformer and an output comprising a rectified voltage, a load impedance, a switch electrically connected in series with the load impedance, a switching regulator comprising a input energized from the rectified voltage, a stop mode and a structured output for supplying the trip unit, and a launch circuit powered from the rectified voltage of the rectifier output, the launch circuit cooperating with with the switch and being structured to (a) load the secondary from current transformer through the series combination of the switch and the load impedance and cause the switching regulator to enter the stop mode, and to: (b) eliminate the load, exit the power mode, and stopping and supplying the trip unit from the output of the switching regulator when the rectified voltage reaches a predetermined value. The trip unit may have an impedance or resistance, and the load impedance may be structured to approximate the impedance or resistance of the trip unit.
25 Le commutateur peut être un transistor à effet de champ comprenant un drain, le régulateur à découpage peut en outre comprendre une entrée d'arrêt correspondant au mode d'arrêt, et le drain peut être électriquement connecté à l'entrée d'arrêt du régulateur à découpage, le mode d'arrêt étant maintenu lorsque 30 le transistor à effet de champ est conducteur. Le circuit de lancement peut comprendre un comparateur et une alimentation indépendante, et le comparateur et l'alimentation indépendante du circuit de lancement peuvent recevoir la tension redressée provenant de la sortie du 35 redresseur. Le commutateur peut être un transistor à effet de champ et le comparateur peut être structuré pour bloquer le transistor à effet de champ lorsque la tension redressée atteint la valeur prédéterminée, ce qui est suffisant pour alimenter l'unité de déclenchement, et retirer le régulateur à découpage 40 de son mode d'arrêt..The switch may be a field effect transistor comprising a drain, the switching regulator may further comprise a stop input corresponding to the stop mode, and the drain may be electrically connected to the stop input of the switching regulator, the stop mode being maintained when the field effect transistor is conducting. The launch circuit may include a comparator and an independent power supply, and the comparator and the independent power supply of the launch circuit may receive the rectified voltage from the output of the rectifier. The switch may be a field effect transistor and the comparator may be structured to block the field effect transistor when the rectified voltage reaches the predetermined value, which is sufficient to power the trip unit, and remove the regulator at cutting 40 of its stop mode ..
2908553 4 En tant qu'autre aspect de l'invention, un interrupteur de circuit comprend : des contacts séparables, un mécanisme d'actionnement structuré pour ouvrir et fermer les contacts séparables, un capteur structuré pour détecter le courant 5 circulant à travers les contacts séparables, une unité de déclenchement coopérant avec le capteur et le mécanisme d'actionnement pour déclencher l'ouverture des contacts séparables, et une alimentation comprenant : un transformateur de courant comprenant un primaire et un secondaire comprenant 10 une tension, un redresseur structuré pour redresser la tension provenant du secondaire du transformateur de courant, le redresseur comprenant une entrée électriquement interconnectée au secondaire du transformateur de courant et une sortie comprenant une tension redressée, une impédance de charge, un 15 commutateur connecté électriquement en série à l'impédance de charge, un régulateur à découpage comprenant une entrée alimentée à partir de la tension redressée, un mode d'arrêt et une sortie structurée pour alimenter l'unité de déclenchement, et un circuit de lancement alimenté à partir de la tension 20 redressée de la sortie du redresseur, le circuit de lancement coopérant avec le commutateur et étant structuré pour : (a) charger le secondaire du transformateur de courant par le biais de la combinaison en série du commutateur et de l'impédance de charge et amener le régulateur à découpage à 25 entrer dans le mode d'arrêt et pour . (b) éliminer la charge, sortir du mode d'arrêt et alimenter l'unité de déclenchement à partir de la sortie du régulateur à découpage lorsque la tension redressée atteint une valeur prédéterminée. Le circuit de lancement peut être structuré pour maintenir 30 le mode d'arrêt à une première tension et un premier courant circulant à partir du secondaire du transformateur de courant jusqu'à ce qu'une deuxième tension et un deuxième courant se développent au niveau du secondaire du transformateur de courant, la deuxième tension étant supérieure à la première 35 tension, le deuxième courant circulant à partir du secondaire du transformateur de courant et permettant le lancement du régulateur à découpage. Le circuit de lancement peut comprendre un comparateur comprenant une première entrée électriquement interconnectée à 40 la sortie du redresseur et une deuxième entrée ayant une tension 2908553 5 de seuil, et peut en outre comprendre une alimentation indépendante comprenant une diode Zener ayant un coefficient de température positif, la diode Zener étant structurée pour déterminer la tension de seuil de la deuxième entrée du 5 comparateur. Le coefficient de température positif de la diode Zener peut réaliser une compensation de température pour augmenter la valeur prédéterminée en réponse à une augmentation de la température ambiante, de manière à supprimer la charge, sortir du mode d'arrêt et alimenter l'unité de déclenchement à 10 partir de la sortie du régulateur à découpage lorsque la tension redressée est supérieure à la valeur prédéterminée. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Une compréhension complète de l'invention peut être obtenue d'après la description qui suit des modes de réalisation 15 préférés lors d'une lecture conjointement aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 est un schéma synoptique sous une forme simplifiée d'un disjoncteur conformément à un mode de réalisation de l'invention.As another aspect of the invention, a circuit interrupter comprises: separable contacts, a structured actuation mechanism for opening and closing the separable contacts, a structured sensor for detecting the current flowing through the contacts separable, a tripping unit cooperating with the sensor and the actuating mechanism to trigger the opening of the separable contacts, and a power supply comprising: a current transformer comprising a primary and a secondary comprising a voltage, a structured rectifier for rectifying the voltage from the secondary of the current transformer, the rectifier comprising an input electrically interconnected to the secondary of the current transformer and an output comprising a rectified voltage, a load impedance, a switch electrically connected in series with the load impedance, a switching regulator comprising a power supply input input from the rectified voltage, a stop mode and a structured output for supplying the trip unit, and a launch circuit powered from the rectified voltage of the output of the rectifier, the launch circuit co-operating with the switch and being structured to: (a) charge the secondary of the current transformer through the series combination of the switch and the load impedance and cause the switching regulator to enter the stop mode and for . (b) removing the load, exiting the stop mode and supplying the trip unit from the output of the switching regulator when the rectified voltage reaches a predetermined value. The launch circuit may be structured to maintain the stopping mode at a first voltage and a first current flowing from the secondary of the current transformer until a second voltage and a second current develop at the level of the current. secondary current transformer, the second voltage being greater than the first voltage, the second current flowing from the secondary of the current transformer and allowing the launch of the switching regulator. The launching circuit may comprise a comparator comprising a first electrically interconnected input at the output of the rectifier and a second input having a threshold voltage, and may further comprise an independent power supply comprising a Zener diode having a positive temperature coefficient. the Zener diode being structured to determine the threshold voltage of the second input of the comparator. The positive temperature coefficient of the Zener diode can perform temperature compensation to increase the predetermined value in response to an increase in the ambient temperature, so as to suppress the load, exit the shutdown mode and supply the trip unit. from the output of the switching regulator when the rectified voltage is greater than the predetermined value. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A complete understanding of the invention may be obtained from the following description of the preferred embodiments when read in conjunction with the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a block diagram in a form simplified circuit breaker according to an embodiment of the invention.
20 Les figures 2A et 2B1 et 2B2 forment un schéma synoptique sous forme simplifiée de l'alimentation du disjoncteur de la figure 1. La figure 3 est un schéma synoptique sous forme simplifiée de la logique de déclenchement du disjoncteur de la figure 1.FIGS. 2A and 2B1 and 2B2 form a schematic diagram in simplified form of the power supply of the circuit breaker of FIG. 1. FIG. 3 is a block diagram in simplified form of the trip logic of the circuit breaker of FIG. 1.
25 DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Telle qu'employée ici, la déclaration qu'une partie est "électriquement interconnectée avec" une ou plusieurs autres parties signifiera que les parties sont directement électriquement connectées ensemble ou sont électriquement 30 connectées ensemble par l'intermédiaire d'un ou plusieurs conducteurs électriques ou des parties intermédiaires généralement électriquement conductrices. En outre, telle qu'employée ici, :La déclaration qu'une partie est "connectée électriquement à" une ou plusieurs autres parties signifiera que 35 les parties sont directement électriquement connectées ensemble ou sont électriquement connectées ensemble par l'intermédiaire d'un ou plusieurs conducteurs électriques. Tel qu'employé ici, le terme "nombre" signifie un nombre entier supérieur ou égal à un.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As used herein, the statement that a part is "electrically interconnected with" one or more other parts will mean that the parts are directly electrically connected together or are electrically connected together through one another. one or more electrical conductors or generally electrically conductive intermediate parts. In addition, as used herein: The declaration that a part is "electrically connected to" one or more other parts will mean that the parts are directly electrically connected together or are electrically connected together through one or more several electrical conductors. As used herein, the term "number" means an integer greater than or equal to one.
2908553 6 L'invention est décrite en association avec un disjoncteur à trois pôles, bien que l'invention soit applicable à une large plage d'interrupteurs de circuit ayant un nombre quelconque de pôles.The invention is described in conjunction with a three-pole circuit breaker, although the invention is applicable to a wide range of circuit interrupters having any number of poles.
5 En faisant référence à la figure 1, un interrupteur de circuit, tel que le disjoncteur à trois pôles 2, comprend des contacts séparables 4, un mécanisme d'actionnement 6 structuré pour ouvrir et fermer les contacts séparables 4, un capteur 8 structuré pour détecter le courant circulant à travers les 10 contacts séparables 4, une unité de déclenchement 10 coopérant avec le capteur 8 et le mécanisme d'actionnement 6 pour déclencher l'ouverture des contacts séparables 4 et une alimentation 12 pour l'unité de déclenchement 10. Dans cet exemple, le disjoncteur à trois pôles 2 d'exemple comprend trois 15 contacts séparables 4 et trois capteurs de bobines de Rogowski 8 destinés à détecter le courant triphasé circulant à travers les contacts séparables 4, bien qu'un capteur de courant approprié quelconque puisse être employé. L'alimentation 12 comprend un transformateur de courant (CT) 20 14 pour chaque pôle ayant une bobine primaire à une seule spire 16 et une bobine secondaire à plusieurs spires 18 (figure 2A) comprenant une tension au secondaire 20. Un redresseur (FWR) 22 est structuré pour redresser la tension au secondaire du transformateur CT 20. Le redresseur 22 comprend une entrée 24 25 électriquement interconnectée au secondaire du transformateur CT 28 et une sortie 25 ayant une tension redressée (ST1) 26. En tant que partie d'un circuit de lancement 40, un commutateur, tel qu'un transistor à effet de champ (FET) 28 (figure 2B1), est électriquement connecté en série à une impédance de charge, 30 telle qu'une résistance 30 (figure 2B1). Un régulateur à découpage 32 comprend une entrée 34 alimentée à partir de la tension redressée ST26 par l'intermédiaire de la diode 64, un mode d'arrêt 36 et une sortie 38 structurée pour alimenter l'unité de déclenchement 10. Le circuit de lancement 40 est 35 alimenté à partir de la tension redressée 26 et coopère avec le transistor FET 28 pour, à un courant de charge relativement très faible, charger le secondaire du transformateur CT 18 par l'intermédiaire de la combinaison en série du transistor FET 28 et de la résistance de charge 30 et amener le régulateur à 40 découpage 32 à entrer dans le mode d'arrêt 36. Le circuit de 2908553 7 lancement 40 élimine la charge, sort du mode d'arrêt 36 et alimente l'unité de déclenchement 10 à partir de la sortie du régulateur à découpage 38 lorsque la tension redressée 26 atteint une valeur prédéterminée appropriée, comme cela sera 5 présenté. Exemple 1 Le circuit de lancement d'exemple 40 permet à l'unité de déclenchement 10 d'être mise sous tension lorsque le signal de puissance ST2 98 allant de la sortie 42 de la cathode de la 10 diode 64 jusqu'à l'entrée de la résistance de commutation 34 atteint environ 16 volts continus. La résistance de charge 30 charge les bobines de puissance 14 avec la charge d'unité de déclenchement approximative à environ 16 volts continus. Ceci permet à l'unité de déclenchement 10 d'être mise sous tension à 15 des courants primaires relativement plus bas des bobines d'alimentation 14. Le signal SHUTDOWN/ (ARRET/) 44 (en SHDN/entrée 56 sur la figure 2B2) maintient le régulateur à découpage 32 dans le mode d'arrêt 36 jusqu'à ce qu'une puissance suffisante provenant des bobines de puissance 14 soit 20 disponible. Un exemple du régulateur à découpage 32 est un régulateur à découpage abaisseur de tension modèle LT3434 commercialisé par Linear Technology de Milpitas, Californie. Exemple 2 Normalement, le courant de charge de l'unité de 25 déclenchement 10 est fourni à partir d'environ 30 mA à 20 volts continus et 15 mA à 40 volts continus au niveau du signal de puissance ST2 98. Normalement, le courant de charge de l'unité de déclenchement 10 est d'environ 50 mA, extrait à partir de la sortie + 5V 38. Ceci représente environ 20 mA à partir du signal 30 de puissance ST2 98 fonctionnant à 20 volts continus et environ 15 mA à partir du signal ST2 lors d'un fonctionnement à 40 volts continus. Le point important est que l'exigence de courant à partir du signal ST2 diminue lorsque la tension du signal ST2 augmente en raison du régulateur à découpage 32 qui fournit la 35 sortie + 5V. Sans le circuit de lancement 40, lorsque le courant primaire augmente, la tension en ST2 sera abaissée à la tension de fonctionnement minimum du régulateur à découpage 32 telle qu'il utilise tout le courant disponible pour satisfaire ses exigences (c'est-à-dire, le lancement de l'unité de 40 déclenchement 10 à la tension de sortie spécifiée par le 2908553 8 régulateur). L'unité de déclenchement 10 démarrera finalement lorsque le courant disponible est suffisamment important pour faire fonctionner l'unité de déclenchement 10 à la tension de fonctionnement minimum du régulateur.Referring to FIG. 1, a circuit interrupter, such as the three-pole circuit breaker 2, comprises separable contacts 4, an actuation mechanism 6 structured to open and close the separable contacts 4, a sensor 8 structured to detecting the current flowing through the separable contacts 4, a trip unit 10 cooperating with the sensor 8 and the actuating mechanism 6 to trigger the opening of the separable contacts 4 and a power supply 12 for the trip unit 10. In this example, the exemplary three-pole circuit breaker 2 comprises three separable contacts 4 and three Rogowski coil sensors 8 for detecting the three-phase current flowing through the separable contacts 4, although any suitable current sensor can be used. The power supply 12 comprises a current transformer (CT) 14 for each pole having a single-turn primary coil 16 and a multi-turn secondary coil 18 (FIG. 2A) including a secondary voltage 20. A rectifier (FWR) 22 is structured to rectify the secondary voltage of the CT transformer 20. The rectifier 22 comprises an input 24 electrically interconnected to the secondary of the CT transformer 28 and an output 25 having a rectified voltage (ST1) 26. As part of a In the launch circuit 40, a switch, such as a field effect transistor (FET) 28 (FIG. 2B1), is electrically connected in series with a load impedance, such as a resistor 30 (FIG. 2B1). A switching regulator 32 comprises an input 34 fed from the rectified voltage ST26 via the diode 64, a stop mode 36 and a structured output 38 for supplying the trigger unit 10. The launch circuit 40 is supplied from the rectified voltage 26 and cooperates with the FET transistor 28 to, at a relatively very low charge current, charge the secondary of the CT transformer 18 through the series combination of the FET transistor 28 and the load resistor 30 and cause the cut-off regulator 32 to enter the stop mode 36. The launch circuit 40 eliminates the load, exits the stop mode 36 and energizes the trip unit 10. from the output of the switching regulator 38 when the rectified voltage 26 reaches an appropriate predetermined value, as will be shown. Example 1 The example start circuit 40 allows the trip unit 10 to be energized when the power signal ST2 98 from the output 42 of the cathode of the diode 64 to the input switching resistance 34 reaches about 16 volts DC. The load resistor 30 charges the power coils 14 with the approximate trip unit load at about 16 volts DC. This allows the trip unit 10 to be energized at relatively lower primary currents of the supply coils 14. The signal SHUTDOWN / (OFF /) 44 (in SHDN / input 56 in Fig. 2B2) keeps the switching regulator 32 in the stop mode 36 until sufficient power from the power coils 14 is available. An example of the switching regulator 32 is a model LT3434 voltage step-down regulator marketed by Linear Technology of Milpitas, California. Example 2 Normally, the charging current of the trip unit 10 is supplied from about 30 mA at 20 volts DC and 15 mA at 40 volts DC at the power signal ST2 98. Normally, the current of The load of the trip unit 10 is about 50 mA, extracted from the output + 5V 38. This represents about 20 mA from the power signal ST2 98 operating at 20 volts DC and about 15 mA from signal ST2 during operation at 40 volts DC. The important point is that the current requirement from the ST2 signal decreases as the signal voltage ST2 increases due to the switching regulator 32 which provides the + 5V output. Without the launch circuit 40, as the primary current increases, the voltage at ST2 will be lowered to the minimum operating voltage of the switching regulator 32 such that it uses all the available power to satisfy its requirements (i.e. ie, the launch of the trigger unit 10 at the output voltage specified by the regulator). The trip unit 10 will eventually start when the available current is large enough to operate the trip unit 10 at the minimum operating voltage of the controller.
5 Si la tension en ST2 est amenée à augmenter au-dessus de la tension minimum du régulateur à découpage, le lancement à des courants primaires ou secondaires plus faibles est possible. Cependant, l'augmentation de la tension en ST2 doit être limitée quelque peu du fait que les tensions du transformateur CT 10 augmentent rapidement sans aucune résistance de charge. Dans le cas où il n'y a pas de résistance de charge, la tension de fonctionnement normale sera atteinte avant qu'un courant de fonctionnement suffisant ne soit disponible. En plaçant une charge résistive sur la sortie du transformateur CT redressée 15 sur les deux alternances, qui représente le courant de charge de l'unité de déclenchement, tout en maintenant inactif le régulateur à découpage 32 de l'unité de déclenchement, il est possible de lancer l'unité de déclenchement 10 à un courant plus faible. Lorsque la tension de fonctionnement souhaitée en ST2 20 est atteinte, si la résistance de charge est choisie correctement, alors on peut faire sortir le régulateur à découpage 32 du mode d'arrêt en même temps que la résistance de charge est enlevée. Si cela est réalisé, alors l'unité de déclenchement 10 démarrera sans aucune variation de la tension 25 ST2. Exemple 3 Comme indiqué sur la figure 2B1, une diode Zener 46 fournit une compensation de température. Si la température ambiante augmente, alors la tension de la diode Zener augmente et la 30 tension de référence correspondante 48 (par exemple sans limitation, environ + 1,0 volt continu) augmente. Ceci nécessite que la tension du signal ST2 98 soit élevée de façon appropriée avant que le signal SHUTDOWN/ (ARRET/) 44 soit désactivé par le comparateur 50 et le transistor FET 28.If the voltage at ST2 is raised above the minimum voltage of the switching regulator, launching at lower primary or secondary currents is possible. However, increasing the ST2 voltage should be somewhat limited because the CT transformer voltages increase rapidly without any load resistance. In the case where there is no load resistance, the normal operating voltage will be reached before sufficient operating current is available. By placing a resistive load on the output of the rectified CT transformer 15 on both halfwaves, which represents the load current of the trip unit, while keeping the switching regulator 32 of the trip unit inactive, it is possible to start the trip unit 10 at a lower current. When the desired operating voltage at ST2 is reached, if the load resistance is selected correctly, then the switching regulator 32 can be taken out of the stop mode at the same time as the load resistor is removed. If this is done, then the trip unit 10 will start without any variation of the voltage ST2. Example 3 As shown in FIG. 2B1, a Zener diode 46 provides temperature compensation. If the ambient temperature increases, then the voltage of the Zener diode increases and the corresponding reference voltage 48 (for example without limitation, about + 1.0 volts DC) increases. This requires that the voltage of the signal ST2 98 is appropriately raised before the signal SHUTDOWN / (OFF /) 44 is disabled by the comparator 50 and the FET transistor 28.
35 Exemple 4 En faisant de nouveau référence à la figure 1, étant donné un courant primaire prédéterminé pour le transformateur CT 14 qui fournit l'alimentation à l'unité de déclenchement 10, un courant secondaire suffisant peut être disponible aux tensions 40 au secondaire du transformateur CT relativement plus élevées, si 2908553 9 ces tensions ont le temps de se développer. L'alimentation 12 décrite permet à ces tensions au secondaire du transformateur CT relativement plus élevées de se développer, de manière à ce que le régulateur à découpage 32 et, de ce fait, l'unité de 5 déclenchement 10 soient tous les deux capables de "démarrer" à un courant primaire du transformateur CT relativement plus bas. Ceci est accompli en chargeant initialement (à un courant primaire relativement très faible) le secondaire du transformateur CT 18 avec la charge résistive de la résistance 10 de charge 30 plutôt qu'avec le régulateur à découpage 32 et l'unité de déclenchement 10. Cette charge résistive est électriquement interconnectée avec le secondaire du transformateur CT 18 (et la tension du transformateur CT redressée 20 de celui-ci) par le transistor FET 28 relié à la 15 masse du circuit 52. La valeur ohmique de la résistance de charge 30 est sélectionnée de sorte que sa dissipation de puissance à des conditions de fonctionnement minimum soit légèrement supérieure ou égale à celle de l'unité de déclenchement 10 fonctionnant dans les mêmes conditions. Comme 20 indiqué sur la figure 2B1, le drain 54 du transistor FET 28 est électriquement connecté à la broche d'arrêt (SHDN/) 56 du régulateur à découpage 32, en le maintenant dans un état de haute impédance lorsque le transistor FET 28 est bloqué. Un circuit de comparateur de puissance relativement très faible 58 25 ayant sa propre alimentation simple et indépendante 102 réalisée par la résistance 60, la diode Zener 46 et le condensateur 62 est utilisé pour détecter la tension du transformateur CT redressée CT1 26 à travers la diode 64 au niveau du signal de puissance ST2 98. Lorsque la tension du transformateur CT 30 redressée ST1 26 atteint un niveau prédéterminé, qui est suffisant pour alimenter l'unité de déclenchement 10, le transistor FET 28 est bloqué. Ceci élimine la charge résistive de la résistance 30 et fait sortir le régulateur à découpage 32 de son mode d'arrêt 36. Il en résulte que l'unité de 35 déclenchement 10 "démarre" proprement à un courant primaire relativement plus faible que sans un tel circuit et sans aucun "faux départ". Par ailleurs, un faux départ se produira lorsque l'alimentation 12 se met en marche et ensuite s'arrête du fait qu'une puissance assez suffisante n'est pas disponible pour 40 maintenir son fonctionnement.EXAMPLE 4 Referring again to FIG. 1, given a predetermined primary current for the CT transformer 14 which supplies power to the trip unit 10, a sufficient secondary current may be available at the secondary voltages 40. relatively higher CT transformer, if these voltages have time to develop. The described power supply 12 allows these relatively higher secondary CT transformer voltages to develop, so that the switching regulator 32 and, therefore, the trigger unit 10 are both capable of "start" at a relatively lower primary current of the CT transformer. This is accomplished by initially charging (at a relatively very low primary current) the secondary of the CT transformer 18 with the resistive load of the load resistor 30 rather than with the switching regulator 32 and the trip unit 10. The resistive load is electrically interconnected with the secondary of the CT transformer 18 (and the voltage of the rectified CT transformer 20 thereof) by the FET transistor 28 connected to the ground of the circuit 52. The ohmic value of the load resistor 30 is selected so that its power dissipation at minimum operating conditions is slightly greater than or equal to that of the tripping unit 10 operating under the same conditions. As shown in FIG. 2B1, the drain 54 of the FET transistor 28 is electrically connected to the stop pin (SHDN /) 56 of the switching regulator 32, maintaining it in a high impedance state when the FET transistor 28 is blocked. A comparatively very low power comparator circuit 58 having its own simple and independent power supply 102 provided by the resistor 60, the Zener diode 46 and the capacitor 62 is used to detect the voltage of the rectified CT transformer CT1 26 across the diode 64 At the power signal ST2 98. When the voltage of the rectified CT transformer ST1 26 reaches a predetermined level, which is sufficient to supply the trip unit 10, the FET transistor 28 is turned off. This eliminates the resistive load of resistor 30 and causes switching regulator 32 to go out of stop mode 36. As a result, trip unit 10 "starts" cleanly at a relatively lower primary current than without one. such a circuit and without any "false start". In addition, a false start will occur when the power supply 12 turns on and then stops because sufficient power is not available to maintain its operation.
2908553 10 L'unité de déclenchement 10 présente une résistance au régulateur à découpage 32 (par exemple sur les sorties + 5 volts continus et - 5 volts continus). L'impédance de charge, la résistance 30, est structurée pour approcher la valeur ohmique 5 ou l'impédance présentée par l'unité de déclenchement 10. Le secondaire du transformateur CT 18 (figure 2A) est initialement chargé par la résistance 30, plutôt que par le régulateur à découpage 32 et l'unité de déclenchement 10, jusqu'à ce que la tension redressée FWR_PWR 68 atteigne la valeur prédéterminée 10 (par exemple sans limitation, environ + 20 volts continus). Exemple 5 En faisant référence aux figures 2A et 2B1 et 2B2, l'alimentation 12 du disjoncteur 2 de la figure 1 est représentée. Comme indiqué sur la figure 2A, un ou plusieurs 15 redresseurs à deux alternances 66 du redresseur 22 coopèrent avec un ou plusieurs secondaires du transformateur CT (par exemple, les secondaires 18 du transformateur CT d'une ou plusieurs phases de puissance A, B et C). Bien que cela ne soit pas requis, un ou plusieurs redresseurs à deux alternances 20 optionnels 66 peuvent être employés pour un secondaire 18N de transformateur CT pour un conducteur neutre N (non représenté) et/ou pour un secondaire 18G de transformateur CT pour un conducteur de masse (non représenté). Les sorties des un ou plusieurs redresseurs à deux alternances 66 établissent le 25 signal redressé sur les deux alternances FWR_PWR 68 et la masse du circuit 52. En faisant référence aux figures 2B1 et 2B2, le signal redressé sur les deux alternances FWR PWR 68 est de préférence approximativement limité à une amplitude appropriée par un 30 circuit de régulateur 72 comprenant un circuit de comparateur 74 et un transistor FET 76. Le signal de référence 78 pour le circuit de comparateur 74 est établi par des résistances 80, 82 qui divisent de façon appropriée la tension de sortie (+ 5 volts continus) 84 de la sortie d'alimentation 38. Lorsque l'amplitude 35 du signal redressé sur les deux alternances FWR PWR 68 est trop importante, la tension au niveau du noeud 86 dépasse la tension du signal de référence 78, ce qui active la sortie du comparateur 88. Ceci rend conducteur le transistor FET 76 au point de charger davantage le signal redressé sur les deux 40 alternances FWR PWR 68, de manière à réduire la tension de 2908553 11 celui-ci. La tension au noeud 86 est sensible à la tension du signal redressé sur les deux alternances FWR PWR 68 à travers la diode 90, la diode 64, la diode Zener 92 et la résistance 94. La tension redressée (ST1) 26, qui est établie à la sortie 25 à 5 partir du signal redressé sur les deux alternances FWR PWR 68 à travers la diode 90, est maintenue de façon appropriée par les condensateurs 95. La tension redressée (ST2) 98 à la sortie 42, qui est établie à partir de la tension redressée (ST1) 26 à travers la diode 64, est maintenue de façon appropriée par les 10 condensateurs 96. Par exemple, l'unité de déclenchement 10 se mettra sous tension avant que le circuit de régulateur 72 ne commence à effectuer une régulation (par exemple à environ 40 volts continus). L'impédance de charge du circuit de lancement de la 15 résistance 30 est une résistance prédéterminée, structurée pour fournir une première dissipation de puissance au niveau de la sortie du redresseur 42. L'unité de déclenchement 10 (figure 1) est structurée pour fournir une deuxième dissipation de puissance au niveau de la sortie du redresseur 42, où la 20 première dissipation de puissance est supérieure ou égale à la deuxième dissipation de puissance de l'unité de déclenchement 10. La résistance de charge de circuit de lancement 30 est électriquement connectée à la sortie du redresseur 42 ayant le signal ST2 98. Le drain 54 du transistor FET 28 est 25 électriquement connecté à la résistance 30, et la source 55 du transistor FET 28 est électriquement connectée à la masse de circuit 52. Le régulateur à découpage 32 comprend la broche d'arrêt (SHDN/) 56 correspondant au mode d'arrêt 36 du régulateur à découpage 32. Le drain 54 du transistor FET est 30 également électriquement connecté à la broche d'arrêt SHDN/ 56 du régulateur à découpage. Le mode d'arrêt 36 du régulateur à découpage est maintenu lorsque le transistor FET 28 est conducteur. Le circuit de lancement 40 comprend le comparateur 50 et une 35 alimentation à couvrant relativement faible indépendante 102 formée par la diode Zener 46, la résistance 60 et le condensateur 62. Le comparateur 50 et l'alimentation 102 reçoivent la tension redressée ST2 98 de la sortie du redresseur 42 par l'intermédiaire des diodes 90 et 64 à partir de la 40 tension redressée FWRPWR 68. Le comparateur 50 est structuré 2908553 12 pour bloquer le transistor FET 28 lorsque la tension redressée FWRPWR 66 atteint la valeur prédéterminée (par exemple, sans limitation, environ + 20 volts continus), ce qui est suffisant pour alimenter l'unité de déclenchement 10 avec le 5 transformateur CT chargé par la résistance 30, et retirer le régulateur à découpage 32 de son mode d'arrêt 36. Le circuit de lancement 40 est structuré pour maintenir le mode d'arrêt 36 du régulateur à découpage à une première tension et un premier courant circulant depuis le secondaire 18 du 10 transformateur CT jusqu'à ce qu'une deuxième tension appropriée et un deuxième courant se développent au niveau du secondaire 18 du transformateur CT. La deuxième tension est supérieure à la première tension. Par exemple, pour augmenter la tension, le circuit de lancement 40 sera mis en marche à environ 20 volts 15 continus en ST1 26 et sera arrêté à environ 18 volts continus pour diminuer la tension en ST1 (c'est-à-dire qu'une hystérésis est de préférence employée). Le deuxième courant circule à partir du secondaire 18 du transformateur CT et permet le lancement du régulateur à découpage 32. Conformément à un aspect 20 important de ce mode de réalisation, le régulateur à découpage 32 démarre sans aucun "faux départ". Par ailleurs, un faux départ se produira lorsque l'alimentation 12 se met en marche et s'arrête ensuite du fait qu'une puissance assez suffisante n'est pas disponible pour maintenir son fonctionnement.The trip unit 10 has a resistance to the switching regulator 32 (for example at the outputs + 5 volts DC and 5 volts DC). The load impedance, resistor 30, is structured to approximate the ohmic value or the impedance presented by the trip unit 10. The secondary of the CT transformer 18 (FIG. 2A) is initially loaded by the resistor 30, rather only by the switching regulator 32 and the trip unit 10, until the rectified voltage FWR_PWR 68 reaches the predetermined value 10 (for example without limitation, about + 20 volts DC). Example 5 Referring to Figures 2A and 2B1 and 2B2, the power supply 12 of the circuit breaker 2 of Figure 1 is shown. As shown in FIG. 2A, one or more half-wave rectifiers 66 of the rectifier 22 cooperate with one or more secondary CT transformer (for example, the secondary CT transformer 18 of one or more power phases A, B and VS). Although not required, one or more optional two-wave rectifiers 66 may be employed for a CT transformer secondary 18N for a neutral conductor N (not shown) and / or for a CT transformer secondary 18G for a conductor mass (not shown). The outputs of one or more full-wave rectifiers 66 establish the rectified signal on the two alternations FWR_PWR 68 and the ground of the circuit 52. With reference to FIGS. 2B1 and 2B2, the signal rectified on the two half-waves FWR PWR 68 is Preferably, the signal is approximately limited to a suitable amplitude by a regulator circuit 72 comprising a comparator circuit 74 and a FET transistor 76. The reference signal 78 for the comparator circuit 74 is set by resistors 80, 82 which divide appropriately. the output voltage (+5 volts DC) 84 of the power output 38. When the amplitude of the signal rectified on the two halfwaves FWR PWR 68 is too high, the voltage at the node 86 exceeds the voltage of the signal reference 78, which activates the output of the comparator 88. This turns on the FET transistor 76 to the point of further charging the rectified signal on both 40 alternans. these FWR PWR 68, so as to reduce the voltage of it 2908553 11. The voltage at the node 86 is sensitive to the voltage of the signal rectified on the two alternations FWR PWR 68 through the diode 90, the diode 64, the Zener diode 92 and the resistor 94. The rectified voltage (ST1) 26, which is established at the output 25 from the signal rectified on the two alternations FWR PWR 68 through the diode 90, is appropriately held by the capacitors 95. The rectified voltage (ST2) 98 at the output 42, which is established from of the rectified voltage (ST1) 26 through the diode 64, is appropriately held by the capacitors 96. For example, the trip unit 10 will turn on before the regulator circuit 72 begins to perform a regulation (for example at about 40 volts DC). The load impedance of the resistor start circuit 30 is a predetermined resistor, structured to provide a first power dissipation at the output of rectifier 42. Trigger unit 10 (FIG. 1) is structured to provide a second power dissipation at the output of the rectifier 42, where the first power dissipation is greater than or equal to the second power dissipation of the trigger unit 10. The launch circuit load resistor 30 is electrically connected to the output of the rectifier 42 having the signal ST2 98. The drain 54 of the FET transistor 28 is electrically connected to the resistor 30, and the source 55 of the FET transistor 28 is electrically connected to the circuit ground 52. The regulator cutting 32 comprises the stop pin (SHDN /) 56 corresponding to the stop mode 36 of the switching regulator 32. The drain 54 of the FET transistor is It is also electrically connected to the stopper pin SHDN / 56 of the switching regulator. The stop mode 36 of the switching regulator is maintained when the FET transistor 28 is conducting. The launch circuit 40 comprises the comparator 50 and a relatively low independent coverage power supply 102 formed by the Zener diode 46, the resistor 60 and the capacitor 62. The comparator 50 and the power supply 102 receive the rectified voltage ST2 98 of the output of the rectifier 42 through the diodes 90 and 64 from the rectified voltage FWRPWR 68. The comparator 50 is structured 2908553 12 to block the FET transistor 28 when the rectified voltage FWRPWR 66 reaches the predetermined value (e.g. without limitation, about + 20 volts DC), which is sufficient to power the trip unit 10 with the CT transformer loaded by the resistor 30, and to remove the switching regulator 32 from its stop mode 36. The circuit 40 is structured to maintain the stop mode 36 of the switching regulator at a first voltage and a first current flowing from the secondary 18 of the 10 t Transformer CT until a second appropriate voltage and a second current develop at the secondary 18 of the CT transformer. The second voltage is greater than the first voltage. For example, to increase the voltage, the starter circuit 40 will be turned on at about 20 volts DC at ST1 26 and will be stopped at about 18 volts DC to decrease the voltage at ST1 (i.e. hysteresis is preferably employed). The second current flows from the CT transformer secondary 18 and enables the switching regulator 32 to be started. In accordance with an important aspect of this embodiment, the switching regulator 32 starts without any "false start". Moreover, a false start will occur when the power supply 12 turns on and then stops because enough power is not available to maintain its operation.
25 En continuant à faire référence à la figure 2B2, l'unité de déclenchement 10 comprend un régulateur linéaire 104 structuré pour alimenter l'unité de déclenchement 10. La sortie du régulateur à découpage 106 active le régulateur linéaire 104. Un premier circuit de régulateur linéaire 108 fournit la sortie à 30 + 5 volts continus 38 pour alimenter le microprocesseur (pP) 110 et le circuit de déclenchement analogique 111 de la figure 1. Un circuit d'inverseur à pompe à charge 112, qui est alimenté à partir du premier circuit du régulateur linéaire 108, fournit une sortie à - 5 volts continus 114 pour alimenter le circuit de 35 déclenchement analogique 111. Le comparateur 50 du circuit de déclenchement 40 comporte une premièreentrée (-) 116 électriquement interconnectée à la sortie du redresseur 42 par l'intermédiaire d'un diviseur formé par les résistances 118, 120 et comporte également une deuxième 40 entrée (+) 122 avec la tension de seuil 48. La diode Zener 46 du 2908553 13 circuit de lancement 40 comporte un coefficient de température positif. La diode Zener 46 est structurée pour déterminer la tension de seuil 48 de la deuxième entrée (+) 122 du comparateur par l'intermédiaire d'un autre diviseur formé par les 5 résistances 124, 126 et par l'intermédiaire d'une résistance 128. Le coefficient de température positif de la diode Zener 46 fournit une compensation de température pour augmenter (diminuer) la valeur prédéterminée (par exemple, sans limitation, environ + 1,0 volt continu sur la plage de 10 température complète) de la tension de seuil 48 en réponse à une augmentation (diminution) de la température ambiante. Il en résulte que le circuit de lancement 40 élimine la charge, fait sortir le régulateur à découpage du mode d'arrêt 36 et alimente l'unité de déclenchement 10 à partir de la sortie 42 du 15 régulateur à découpage lorsque la tension redressée 68 est supérieure (inférieure) à la valeur prédéterminée (par exemple, sans limitation, environ + 20 volts continus). Le comparateur de circuit de lancement 50 et l'alimentation 102 reçoivent la tension redressée ST2 98 à partir de la sortie du redresseur 42.Continuing to refer to FIG. 2B2, the trip unit 10 comprises a structured linear regulator 104 for supplying the trip unit 10. The output of the switching regulator 106 activates the linear regulator 104. A first regulator circuit Linear 108 provides the 30 + 5 volts DC output 38 for powering the microprocessor (pP) 110 and the analog trigger circuit 111 of FIG. 1. A charge pump inverter circuit 112, which is powered from the first Linear regulator circuit 108 provides a DC output at -5 volts 114 for supplying the analog trip circuit 111. The comparator 50 of the trip circuit 40 has a first input (-) 116 electrically interconnected at the output of the rectifier 42 by the intermediate of a divider formed by the resistors 118, 120 and also has a second 40 input (+) 122 with the threshold voltage 48. The Zener diode 46 of the launch circuit 40 has a positive temperature coefficient. The Zener diode 46 is structured to determine the threshold voltage 48 of the second (+) input 122 of the comparator via another divider formed by the resistors 124, 126 and through a resistor 128. The positive temperature coefficient of the zener diode 46 provides temperature compensation for increasing (decreasing) the predetermined value (for example, without limitation, about + 1.0 volts DC over the full temperature range) of the voltage of the threshold 48 in response to an increase (decrease) in the ambient temperature. As a result, the launch circuit 40 eliminates the load, causes the switching regulator to go out of the stop mode 36, and supplies the trigger unit 10 from the output 42 of the switching regulator when the rectified voltage 68 is higher (lower) than the predetermined value (for example, without limitation, about + 20 continuous volts). The launch circuit comparator 50 and the power supply 102 receive the rectified voltage ST2 98 from the output of the rectifier 42.
20 Le comparateur 50 est structuré pour bloquer la grille 130 du transistor FET 28 lorsque la tension du secondaire 18 du transformateur CT atteint la valeur prédéterminée, ce qui est suffisant pour alimenter l'unité de déclenchement 10 et retirer le régulateur à découpage 32 de son mode d'arrêt 36.The comparator 50 is structured to block the gate 130 of the FET transistor 28 when the voltage of the secondary 18 of the transformer CT reaches the predetermined value, which is sufficient to supply the trip unit 10 and to remove the switching regulator 32 from its stop mode 36.
25 Exemple 6 La figure 3 représente le circuit logique de déclenchement 132 du disjoncteur 2 de la figure 1. L'unité de déclenchement 10 de la figure 1 comprend un circuit de déclenchement analogique 111, un circuit de déclenchement numérique 134 du 30 microprocesseur 110 et une logique de déclenchement 136. La logique de déclenchement 136 coopère avec le circuit de lancement 40 pour désactiver les sorties (20PU/et TRIP_INST/) du circuit de déclenchement analogique 111 lorsque le régulateur à découpage 32 est entré dans son mode d'arrêt 36, jusqu'à ce que 35 le signal SHUTDOWN/ (ARRET/) 44 passe à l'état haut pendant une durée prédéterminée (par exemple environ 1 ms). L'alimentation 12 comprend un certain nombre de condensateurs 95 (figure 2B1) et l'unité de déclenchement 10 comprend un transistor FET 138, une diode 140 et un actionneur de déclenchement 142 (figure 1) 40 ayant une bobine de déclenchement 144. L'actionneur de 2908553 14 déclenchement 142 coopère avec le mécanisme d'actionnement 6 pour déclencher l'ouverture des contacts séparables 4. Le secondaire 18 du transformateur CT coopère avec les condensateurs 95 et la diode 90 (figure 2B1) pour charger les 5 condensateurs 95 par l'intermédiaire de la diode 90, de manière à stocker l'énergie pour activer et déclencher l'actionneur de déclenchement d'unité de déclenchement 142. Le disjoncteur 2 est déclenché soit par un signal de déclenchement numérique 146 provenant du microprocesseur 110, 10 soit par un deuxième signal de déclenchement 148 qui est obtenu à partir des sorties 150, 152 du circuit de déclenchement analogique 111. Une porte OU 154 rend conductrice la grille 156 du transistor FET 138 pour déclencher le disjoncteur 2 en réponse à l'un ou l'autre des signaux 146, 148. Le signal de 15 déclenchement 20PU/ 158 est désactivé par le commutateur auxiliaire 160, qui s'ouvre environ 25 ms après que le disjoncteur 2 se ferme. Durant cet intervalle de temps, lorsque le commutateur auxiliaire 160 est fermé, le circuit de déclenchement analogique 111 peut déclencher le disjoncteur 2 en 20 réponse à un courant de charge supérieur ou égal à 20 par unité du courant nominal de disjoncteur. La porte OU 162 (représentée sous forme logique inverse) transmet un signal de déclenchement 20PU/164 qualifié à une première entrée de la porte NON ET 166 (représentée sous forme logique inverse). L'autre entrée de la 25 porte NON ET 166 reçoit le signal de déclenchement instantané (INST/) 168 à partir de la sortie 152 du circuit de déc=lenchement analogique 111. La sortie de la porte NON ET 166 comporte un signal combiné 170 et est électriquement connectée à une première entrée de la porte NON ET 172. L'autre entrée de la 30 porte NON ET 172 comporte un signal ENABLE (ACTIVATION) 174 qui est à l'état bas à chaque fois que le signal SHUTDOWN/ (ARRET/) 44 est actif (c'est-à-dire, bas). A chaque fois que le signal SHUTDOWN/ (ARRET/) 44 est inactif (c'est-à-dire à l'état haut), la tension du signal. ENABLE (ACTIVATION)174 est établie par la 35 tension du signal ST2 98 (laquelle tension est environ une chute d'une diode au-dessous de la tension du signal ST1 26) et le diviseur formé par la résistance 30 (figure 2B1) et la résistance 176. Ceci assure que le circuit de déclenchement analogique 111 présente une tension de fonctionnement suffisante 40 avant que l'une quelconque de ses sorties 150, 152 ne soit 2908553 15 considérée par la logique de déclenchement 136. La sortie de la porte NON ET 172 est inversée par la porte NON ET 178 pour fournir en sortie le deuxième signal de déclenchement 148. Un circuit 180 comprenant une porte NON ET 182 et une diode 184 5 permet un signal de déclenchement instantané momentané 168 afin de lancer le deuxième signal de déclenchement 148 de durée appropriée. Bien que les modes de réalisation spécifiques de l'invention aient été décrits en détail, l'homme de l'art se rendra compte 10 que différentes modifications et variantes à ces détails pourraient être développées à la lumière des enseignements globaux de la description. Par conséquent, les agencements particuliers décrits sont destinés à être illustratifs uniquement et non pas limitatifs pour ce qui concerne la portée 15 de l'invention à laquelle doit être appliquée l'étendue complète des revendications annexées et de tous les équivalents de celles-ci.Example 6 Figure 3 shows the trigger logic circuit 132 of the circuit breaker 2 of Figure 1. The trip unit 10 of Figure 1 comprises an analog trip circuit 111, a digital trip circuit 134 of the microprocessor 110, and trigger logic 136. The trigger logic 136 cooperates with the launch circuit 40 to disable the outputs (20PU / and TRIP_INST /) of the analog trip circuit 111 when the switching regulator 32 has entered its stop mode 36 , until the signal SHUTDOWN / (OFF /) 44 goes high for a predetermined time (for example about 1 ms). The power supply 12 comprises a number of capacitors 95 (FIG. 2B1) and the triggering unit 10 comprises a FET transistor 138, a diode 140 and a trigger actuator 142 (FIG. 1) having a trigger coil 144. L The trigger actuator 142 cooperates with the actuating mechanism 6 to trigger the opening of the separable contacts 4. The secondary 18 of the CT transformer cooperates with the capacitors 95 and the diode 90 (FIG. 2B1) to charge the capacitors 95. through the diode 90, so as to store the energy to activate and trigger the trip unit trigger actuator 142. The circuit breaker 2 is triggered either by a digital trip signal 146 from the microprocessor 110, 10 or by a second trigger signal 148 which is obtained from the outputs 150, 152 of the analog trip circuit 111. An OR gate 154 makes the gate conductive. FEP 138 to trip circuit breaker 2 in response to either one of the signals 146, 148. The trip signal 20PU / 158 is turned off by the auxiliary switch 160, which opens approximately 25 msec. after circuit breaker 2 closes. During this time interval, when the auxiliary switch 160 is closed, the analog trip circuit 111 may trip the circuit breaker 2 in response to a load current greater than or equal to 20 per unit of the circuit breaker rated current. OR gate 162 (shown in reverse logic form) transmits a qualified 20PU / 164 trigger signal to a first input of NAND gate 166 (shown in reverse logical form). The other input of the NAND gate 166 receives the instantaneous trigger signal (INST /) 168 from the output 152 of the analog trigger circuit 111. The output of the NAND gate 166 includes a combined signal 170 and is electrically connected to a first input of the NAND gate 172. The other input of the NAND gate 172 includes an ENABLE signal (ACTIVATION) 174 which is low each time the SHUTDOWN / signal ( OFF /) 44 is active (i.e., low). Whenever the signal SHUTDOWN / (OFF /) 44 is inactive (i.e., high), the signal voltage. ENABLE (ACTIVATION) 174 is established by the voltage of the signal ST2 98 (which voltage is about a drop of a diode below the voltage of the signal ST1 26) and the divider formed by the resistor 30 (FIG. 2B1) and the resistor 176. This ensures that the analog trip circuit 111 has a sufficient operating voltage 40 before any of its outputs 150, 152 is considered by the trip logic 136. The output of the gate NO AND 172 is inverted by the NAND gate 178 to output the second trigger signal 148. A circuit 180 comprising a NAND gate 182 and a diode 184 provides a momentary instantaneous trigger signal 168 to initiate the second signal of trigger 148 of appropriate duration. Although the specific embodiments of the invention have been described in detail, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations to these details could be developed in light of the overall teachings of the specification. Accordingly, the particular arrangements described are intended to be illustrative only and not limiting with respect to the scope of the invention to which the full scope of the appended claims and all equivalents thereof are to be applied.
2908553 16 LISTE DES REFERENCES NUMERIQUES 2 interrupteur de circuit 4 contacts séparables 6 mécanisme d'actionnement 5 8 capteur 10 unité de déclenchement 12 alimentation 14 transformateur de courant (CT) 16 bobine primaire à une seule spire 10 18 bobine secondaire à plusieurs spires 18N secondaire du transformateur CT neutre 18G secondaire du transformateur CT de masse 20 tension au secondaire du transformateur CT 22 redresseur 15 24 entrée 25 sortie 26 tension redressée 28 commutateur, tel qu'un transistor FET 30 impédance de charge, telle qu'une résistance 20 32 régulateur à découpage 34 entrée 36 mode d'arrêt 38 sortie 40 circuit de lancement 25 42 sortie 44 signal SHUTDOWN/ (ARRET/) 46 diode Zener 48 tension de référence 50 comparateur 30 52 masse de circuit 54 drain 55 source 56 broche d'arrêt 58 circuit de comparateur à puissance très faible 35 60 résistance 62 condensateur 64 diode 66 un ou plusieurs redresseurs à deux alternances 66 signal redressé sur les deux alternances FWR PWR 40 72 circuit de régulateur 2908553 17 74 circuit de comparateur 76 transistor à effet de champ (FET) 78 signal de référence 80 résistance 5 82 résistance 84 tension de sortie (+ 5 volts continus) 86 noeud 88 comparateur 90 diode 10 92 diode Zener 94 résistance 95 condensateurs 96 condensateurs 98 signal de puissance ST2 15 102 alimentation 104 régulateur linéaire 106 sortie de régulateur à découpage 108 premier circuit de régulateur linéaire 110 microprocesseur (pP) 20 111 circuit de déclenchement analogique 112 circuit d'inverseur à pompe à charge 114 sortie à - 5 volts continus 116 première entrée (-) 118 résistance 25 120 résistance 122 deuxième entrée (+) 124 résistance 126 résistance 128 résistance 30 130 grille 132 circuit logique de déclenchement 134 circuit de déclenchement numérique 136 logique de déclenchement 138 transistor FET 35 140 diode 142 actionneur de déclenchement 144 bobine de déclenchement 146 signal de déclenchement numérique 148 deuxième signal de déclenchement 40 150 sortie 2908553 18 152 sortie 154 porte OU 156 grille 158 signal de déclenchement 20PU/ 5 160 commutateur auxiliaire 164 signal de déclenchement 20PU/ qualifié 166 porte NON ET 168 signal de déclenchement (INST/) instantané 170 signal combiné 10 172 porte NON ET 174 signal EN.ABLE (ACTIVATION) 176 résistance 178 porte NON ET 180 circuit 15 182 porte NON ET 184 diode2908553 16 DIGITAL REFERENCE LIST 2 circuit breaker 4 separable contacts 6 actuating mechanism 5 8 sensor 10 trip unit 12 power supply 14 current transformer (CT) 16 single-turn primary coil 10 18 secondary multi-turn 18N secondary coil Transformer transformer CT 22 22 rectifier 15 24 input 25 output 26 rectifier voltage 28 switch, such as a transistor FET 30 load impedance, such as a resistor 20 32 switching 34 input 36 stop mode 38 output 40 launch circuit 25 42 output 44 signal SHUTDOWN / (OFF) /) 46 Zener diode 48 reference voltage 50 comparator 30 52 circuit ground 54 drain 55 source 56 stop pin 58 Very low power comparator circuit 60 resistor 62 capacitor 64 diode 66 one or more two-wave rectifiers 66 rectified signal on the two alternations FWR PWR 40 72 regulator circuit 2908553 17 74 comparator circuit 76 field effect transistor (FET) 78 reference signal 80 resistance 5 82 resistance 84 output voltage (+5 VDC) 86 node 88 comparator 90 diode 10 92 Zener diode 94 Resistor 95 Capacitors 96 Capacitors 98 Power signal ST2 15 102 Power supply 104 Linear regulator 106 Switching regulator output 108 First linear regulator circuit 110 Microprocessor (pP) 111 Analog trip circuit 112 Inverter circuit charge pump 114 output at - 5 volts DC 116 first input (-) 118 resistor 25 120 resistor 122 second input (+) 124 resistor 126 resistor 128 resistor 30 130 gate 132 trigger logic circuit 134 digital trip circuit 136 trip logic 138 FET transistor 35 140 diode 142 trigger actuator 144 trigger coil 146 signal digital trip 148 second trip signal 40 150 output 2908553 18 152 output 154 gate OR 156 gate 158 trip signal 20PU / 5 160 auxiliary switch 164 trip signal 20PU / qualified 166 gate NAND 168 instantaneous trigger (INST /) signal 170 combined signal 10 172 gate NAND 174 signal EN.ABLE (ACTIVATION) 176 resistance 178 NAND gate 180 circuit 15 182 NAND gate 184 diode
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